albedo
Albedo – zdolność odbijania promieniowania padającego na daną powierzchnię, wyrażana jako stosunek ilości promieniowania odbitego we wszystkich kierunkach do ilości promieniowania padającego na tą powierzchnię.
Promieniowanie słoneczne
Promieniowanie słoneczne jest strumieniem energii promienistej Słońca składającym się z fal elektromagnetycznych i cząstek elementarnych docierającym do powierzchni Ziemi. Promieniowanie słoneczne podczas przechodzenia przez warstwy atmosfery podlega procesom absorpcji i rozpraszania, wskutek czego do powierzchni Ziemi dociera ok. 50% energii wysyłanej przez Słońce. Natężenie promieniowania padającego na powierzchnię Ziemi zależy głównie od wysokości Słońca nad horyzontem, w związku z czym cechuje się zmiennymi wartościami w cyklu dobowym i rocznym. Większość energii słonecznej przekształcana jest w energię cieplną, która ulega rozproszeniu w środowisku i umożliwia utrzymanie stałej średniej temperatury na powierzchni Ziemi wynoszącej ok. 17°C. Współczynnikiem regulującym dopływ promieniowania słonecznego do powierzchni jest współczynnik określany mianem albedo.
Albedo Ziemi
Albedo (łac. białość) definiowany jest jako zdolność odbijania (odbijalność) promieniowania padającego na daną powierzchnię czynną (powierzchnię graniczną, przez którą następuje wymiana energii i materii pomiędzy atmosferą a podłożem), wyrażaną jako stosunek ilości promieniowania odbitego we wszystkich kierunkach do ilości promieniowania padającego na tą powierzchnię. Albedo jest współczynnikiem bezwymiarowym mierzonym przy użyciu albedomierza w skali od 0 (ciało pochłaniające całe promieniowanie) do 1 (ciało odbijające całe promieniowanie).
Zdolność Ziemi do odbijania promieniowania padającego na jej powierzchnię (odbijalność Ziemi) nie jest wielkością stałą i warunkowane właściwościami samej powierzchni (barwą, strukturą), a także od kątowym i spektralnym rozkładem promieniowania docierającego do powierzchni Ziemi. Średnia wartość albedo dla całej powierzchni Ziemi i czasu wynosi ok. 0,37; większość obszarów lądowych posiada albedo o wartościach od 0,1 do 0,4.
Albedo dużych obszarów zależy od:
- barwy podłoża (albedo dla śniegu wynosi 0,7-0,85; dla ciemnej, wilgotnej gleby 0,05-0,2);
- położenia geograficznego (albedo na obszarach polarnych pokrytych lodem jest znacznie wyższe niż albedo obszarów strefy okołorównikowej);
- powierzchni chmur (jasne chmury cechują się wyższym albedo w porównaniu do chmur ciemniejszych);
- położenia Słońca nad horyzontem (pory roku) (albedo w miesiącach letnich, gdy Słońce znajduje się wysoko nad horyzontem jest niższe niż albedo w miesiącach zimowych, gdy Słońce jest nisko nad horyzontem);
- rodzaju i stopnia pokrycia roślinnością (obszary pustynne ze skąpą roślinnością cechują się wyższym albedo w porównaniu do obszarów leśnych o zwartej pokrywie roślinnej).
Wartości albedo dla różnych powierzchni (w świetle widzialnym):
- asfaltowa droga – 0,04
- otwarte wody oceanu – 0,06
- las szpilkowy (w lecie) – 0,08-0,15
- łąki i pola uprawne – 0,12-0,3
- las liściasty – 0,15-0,18
- gleba – nie pokryta roślinnością – 0,17
- obszary trawiaste – 0,25
- pustynia piaszczysta – 0,4
- pokrywa lodowa oceanów – 0,5-0,7
- beton – 0,55
- obszar pokryty świeżym śniegiem – 0,8
Albedo astronomiczne
Albedo astronomiczne jest wielkością określającą zdolność odbijania promieniowania padającego na powierzchnię danego ciała niebieskiego. Albedo planet, satelitów (księżyców planet) oraz mniejszych obiektów astronomicznych (np. asteroidów) jest często wykorzystywane do wnioskowania o ich właściwościach, zwłaszcza w przypadku niewielkich lub bardzo odległych ciał niebieskich, np. bardzo wysoka wartość albedo może wskazywać na obecność lodu na ich powierzchni.
W astronomii wykorzystywane są przeważnie dwa rodzaje albedo:
- albedo geometryczne – wyrażane jako stosunek jasności danego ciała niebieskiego widzianej ze źródła światła do jasności płaskiej powierzchni całkowicie odbijającej światło o tym samym przekroju,
- albedo Bonda – wyrażane jako stosunek promieniowania odbitego we wszystkich kierunkach od powierzchni ciała niebieskiego do całkowitego promieniowania docierającego do niego od Słońca.
Wartości albedo Bonda dla różnych ciał niebieskich (w świetle widzialnym):
- jądro komety Halleya – 0,03
- Merkury – 0,06
- Księżyc – 0,07
- Pluton – 0,15
- Mars – 0,16
- Ziemia – 0,37
- Uran – 0,5
- Wenus – 0,6
- Jowisz – 0,7
- Saturn – 0,75
- Neptun – 0,8
- Eris (planeta karłowata) – 0,96
- Enceladus (księżyc Saturna) – 0,99
Albedomierz
Albedomierz (albedometr) jest przyrządem meteorologicznym służącym do pomiaru albedo – zdolności Ziemi do odbijania promieniowania słonecznego padającego na jej powierzchnię (odbijalności). Przyrząd może być wykorzystywany do pomiaru albedo różnych rodzajów podłoża.
Albedomierz składa się z dwóch solarymetrów, z których pierwszy skierowany do góry mierzy całkowite promieniowanie słoneczne (promieniowanie bezpośrednie i rozproszone); a drugi skierowany ku dołowi wykorzystywany jest do pomiaru promieniowania odbitego od badanej powierzchni.
Albedo obliczane jest ze stosunku zmierzonej wartości promieniowania odbitego od badanej powierzchni do zmierzonej wartości całkowitego promieniowania padającego na tą powierzchnię i wyrażane w skali od 0 do 1, bądź w procentach – 0-100%.
